污闪是威胁电网安全可靠运行的重要原因之一, 污秽类型差异将直接影响闪络电压大小。因此, 及时掌握绝缘子污秽类型信息对预防污闪有重要作用。为此提出了一种基于SAM-ED光谱匹配的绝缘子污秽类型检测方法。采集不同污秽类型样本高光谱数据, 经黑白校正及多元散射校正(MSC)去除噪声等干扰因素;利用竞争自适应重加权采样法(CARS)对光谱数据进行特征选取, 分别在特征波段和全波段范围内通过SAM-ED光谱匹配法将测试组样本光谱与参考光谱进行匹配, 根据匹配结果对样本进行分类;实验结果表明: 相比于光谱角匹配法和最小距离法, SAM-ED光谱匹配法检测效果更好;基于全波长数据进行SAM-ED光谱匹配准确率可达95%, 基于特征波长数据进行SAM-ED光谱匹配准确率可达98.33%。

地球内部是一个高温高压环境。 温度对于矿物的物理－化学性质有着非常重要的影响。 随着温度的升高, 矿物的分子振动、 弹性模量、 地震波波速等诸多性质有可能发生显著的变化, 从而对地球内部的相关物理－化学过程产生非常重要的影响。 高温谱学研究(如高温红外及高温拉曼)对了解矿物在高温下的物理－化学性质有着非常重要的意义。 尽管高温谱学研究中常用的加热台带有冷却装置, 能够确保加热台在很高温度下也能正常运转 (如1 500 ℃), 然而加热元件在高温下辐射出的大量热量可能使相关光聚焦物镜系统的温度急剧升高, 从而造成热损伤, 进而限制了高温谱学研究的温度范围。 本文的创新点在于为克服这个困难, 我们提供了一种简单而有效的防止高温光谱实验中显微物镜温度过高的装置, 从而扩展高温谱学研究的温度范围。 通过在物镜系统的附近添加了一套空气吹扫装置, 加速空气流动而带走多余的热量, 从而降低物镜系统的温度。 测试表明: 尽管这一装置非常简单, 但却非常有效; 当实验温度为～1 000 ℃时, 物镜下表面的温度由原来的～235 ℃下降到～68 ℃。 利用该空气吹扫装置, 我们对镁橄榄石进行了温度高达～1 300 ℃的原位拉曼光谱研究, 实验结果与其他研究报道的结果一致。 这一事实表明, 通过添加该空气吹扫装置, 高温谱学研究可以比较容易地在超过1 300 ℃的高温下进行, 所用物镜系统基本没有热损伤, 从而避免采用能承受更高温度的不同材质的物镜或者运用长焦距物镜的昂贵办法。

针对成像系统中图像畸变对测量精度的影响，提出了基于Zernike矢量多项式的图像畸变校正方法。将基准图与畸变图中标记点的坐标用相同的归一化方法在单位圆内进行归一化，运用Zernike矢量多项式拟合基准图与畸变图的映射关系，利用得到的映射关系对畸变图进行校正并插值，得到校正图。然后对校正效果进行了评价，并与基于Matlab的相机标定工具箱方法进行了比较。实验结果表明：对径向畸变，Zernike矢量多项式方法与后者相比，均方根(RMS)误差减少近50%；对梯形畸变，Zernike矢量多项式校正方法可使RMS误差减少至10-3量级。

利用激光照射高折射率玻璃微珠下形成的二次彩虹现象,以艾里的虹理论为基础对玻璃微珠折射率进行了测量。推导了玻璃微珠尺寸对折射率影响的计算公式,表明半径差异在10 μm时,折射率的测量误差为10-3数量级。此外,通过软件模拟计算玻璃微珠的二次彩虹现象,并对微珠的折射率进行了测量,验证了二次彩虹方法的正确性,同时也表明玻璃微珠半径的变化对最小偏向角位置的偏移影响很小。实际测量结果表明,折射率随着半径的减小而增大,但是折射率变化很小,因此,引入折射率测量误差较小。统计测量方法能为玻璃微珠折射率的准确测量提供可靠的依据。

提出了一种基于桌面视觉系统(DVS)的深度测量方法，并推导了相关的立体图像对校正方法和计算公式，主要包括：几何畸变校正、中心投影的重投影变换、缩放变换、竖直平移变换以及亮度和颜色校正等。通过重投影变换可以使内参数彼此不一致的两个会聚式相机拍摄得到的立体图像对，变换为平行式摆放且具有相同内参数（除几何畸变系数外）的两相机拍摄得到的立体图像对。该方法首先对桌面视觉系统拍摄的立体图像对进行校正处理，使其变换为理想的立体图像对；然后，对校正后的立体图像对进行立体匹配，得到各对同名点的水平视差；最后，基于水平视差和摄像机标定的参数，应用三角测量法求空间点的深度信息。实验结果表明，测量方法的相对误差在0.31%以内。

针对背景静止的立体视频提出了一种快速的基于背景重构的视频分割算法。先利用帧差法分别确定出左右视频的前景运动区域，再重构出该区域的背景图像，最后，通过视频图像和背景图像的对比来准确地提取运动前景。然后，先匹配左右图像序列的背景图像，并保存它们的匹配结果，再分别对各立体图像对的运动前景进行匹配。采用该方法将立体视频分割可以减少图像数据的传输量和储存空间; 同时，视频分割之后再做匹配运算，减少了立体匹配的时间。

自由立体显示器的立体显示效果与视差图的视差大小及性质密切相关,而视差的大小是受获取视差图时相机的摆放方式影响的。文章提出利用双目相机标定技术求解左右摄像机中心的空间位置关系以及两个摄像机光轴的空间夹角,并通过标定结果不断调节摄像机的位置,从而使两个摄像机光轴达到近似平行,此时获取的视差图就可以保证更好的立体显示效果。通过实验研究得到了两个相机空间夹角允许的变化范围。该研究结果可用于指导自由立体显示器拍摄系统的调节。

在多幅视差图中选取一副颜色接近真实的图像作为标准图,然后将该标准视差图和偏色视差图分别进行从RGB到YUV的颜色空间转换,计算偏色视差图在YUV颜色空间下的3个颜色校正系数K,得到YUV颜色空间下待校正偏色图像的真实颜色灰度值,最后将得到的颜色灰度值从YUV转换到RGB颜色空间,从而实现任意多幅偏色视差图的校正。实验研究表明,本方法可以实现任意多路偏色程度在15%以内的偏色校正,校正效果较好,从而能改善自由立体显示器的显示质量。